基于薄膜形状控制的空气静压轴承研究

目前已经提出了一种主动式空气静压轴承,它具有一个可以用压电驱动器来改变形状的规则表面。普遍认为主动补偿方法是最有效的,其原因是小的驱动质量和大的承载力增益及带宽使这种主动式空气静压轴承具有无限大的静态刚度,并具有仅被支承机械系统所限制的补偿带宽。微位移测试表明,0.1μm的进给可以相当容易地被高速跟踪。     

精密磨床主轴新型轴承系统工作机理的研究

圆锥多油楔动压滑动轴承系统是精密磨床主轴的一种新型支承结构,本文通过建立圆锥极坐标系,导出圆锥极坐标雷诺方程和对不可导边界的有效处理,提出了适用于锥轴承分析的方法并给出了相应计算程序。分析和计算的结果表明:工作间隙的自动调节是轴承最重要的特征,油楔深度和弹簧预紧力是影响轴承性能的主要参数,合理选择此二参数,可使轴承获得普通圆柱轴承难以达到的优良性能。     

高原地区车辆轮毂轴承润滑脂失效分析及对策

通过轮毂轴承润滑脂流失理论计算,轮毂轴承温度场模拟仿真及润滑脂的流变学研究,分析了高原地区车辆轮毂轴承润滑脂流失失效原因,并进行了实验室验证试验、行车验证试验及轮毂轴承润滑脂使用性能评定方法研究,提出了解决高原地区车辆轮毂轴承润滑脂流失失效的方法.     

小子样条件下航天轴承性能可靠性建模与评估

航天油润滑轴承可靠性具有小子样、无失效数据特点,即使采用性能可靠性方法进行建模与分析,仍存在性能数据不足问题。提出小子样条件下航天轴承性能可靠性分析的多层贝叶斯模型及模型求解方法。通过失效分析,建立轴承性能退化过程模型。利用自助法、试验数据、物理模型和专家经验等确定Bayes验前分布,并采用MCMC方法解决Bayes计算问题。实例分析表明,该方法具有较好的适用性,是解决小子样条件下长寿命产品可靠性建模与评估问题的一种有效途径。     

基于GA-SVDD的轴承性能退化评估

为解决因机械设备轴承损伤导致机械故障而无法正常工作的问题,提出了一种基于GA-SVDD的轴承性能退化定量评估方法。该方法采用遗传算法优化选择特征参量,并建立SVDD超球体模型,运用SVDD距离评估轴承的性能退化程度。实验分析表明：该方法能够有效地对轴承性能退化过程的细节进行描述,实现对待测样本退化程度的定量评估。     

动载荷轴承滑油管内压力波研究初探

作者通过分析计算动载荷轴承油膜区间的变化规律,发现轴承滑油进口处油膜压力随时间变化。由于轴承进口处油膜压力变化,导致滑油进口处存在压力波。进一步分析滑油进口处压力波在滑油管内的传播及试验研究,首次发现,滑油管内压力波是由轴心运动引起的,它与轴承滑油压力、温度、轴承负荷及轴承几何尺寸等因素有关。作者认为,滑油管内压力波的发现,必将推动轴承润滑理论的发展。     

局部多孔质气浮止推轴承特性研究

在考虑轴承气膜交界面处切向速度滑移的条件下,建立了局部多孔质气浮止推轴承的理论模型,然后使用有限元算法进行了数值仿真,仿真的结果与试验结果取得了一定程度的一致性,说明此新的修改了的雷诺方程可以用来作为局部多孔质气浮止推轴承研究的理论模型。利用该模型,能够成功计算出不同渗透系数、不同厚度及不同直径的局部多孔质气浮轴承的流量、承载及刚度。还从理论上与小孔类型及全多孔质类型的气浮轴承特性进行了对比,结果表明,局部多孔质气浮轴承有着优良的特性及很好的应用前景。     

轴承装配误差及预紧量对导引头伺服机构谐振频率影响与分析

为了在精密装调过程中对导引头伺服机构的动态特性进行准确预测,采用理论建模的方法确定了轴承微量装配参数与伺服机构谐振频率的定量关系。基于Hertz接触理论,建立5自由度轴承刚度模型,并将微量装配误差对轴承刚度矩阵的影响进行建模和分析;采用Timoshenko梁理论推导弹性阶梯轴单元矩阵,并确定系统特征值和特征向量的求解方法;采用MATLAB/GUI建立伺服机构谐振频率分析系统,并搭建实验系统对理论模型进行验证。分析和实验结果表明,所建立的分析方法可以对轴承的微量装配误差引起的谐振频率变化进行比较准确的计算,解决了目前伺服机构精密装调过程中动态特性预测的难题。     

一种轴承故障等级诊断改进方法

针对频谱分析不能确定轴承故障程度的缺点,提出 PCA（principle component analysis）与优化的 SVM （support vector machine）相结合的方法,研究轴承不同故障类型、同种故障类型不同故障等级的实验振动数据,同时对轴承振动信号的13个特征属性参数进行了主成分分析,确定了最优特征属性参数,并利用优化的SVM 对轴承故障进行诊断。实验结果表明：该方法确定了最优属性参数,减少了冗余信息,提高了诊断准确率,减少了时间消耗,不仅有效地诊断出了轴承的故障类别,而且实现了轴承的故障等级诊断,使诊断更加精细化,为工程实际中轴承的健康管理提供了有益参考。     

自补偿液体静压精密转台轴承设计与实验

设计了一种用于精密转台的新型自补偿圆锥形液体静压轴承,并完成了轴承的制造与性能测试。采用流量平衡原理推导了轴承设计公式,得到了轴向和径向的最优刚度及其优化条件,计入制造误差对轴承承载性能进行了仿真,并测试了轴承的刚度和回转精度。结果表明:轴承刚度受到节流间隙与承载间隙的流阻比以及油腔间内流系数影响,流阻比存在最优值,而内流系数越小,对刚度越有利;计入制造误差的仿真模型能够有效预测轴承刚度范围。     

结合振动特征优选和GWOA-XGBoost的电机轴承故障诊断

为解决电机轴承故障状态难以识别,从而造成诊断精度不高的情况,提出了一种基于信号特征提取与极限梯度提升算法(extreme gradient boosting, XGBoost)结合的电机轴承故障诊断模型。使用优化的变分模态分解获得振动信号的固有模态函数(intrinsic mode function, IMF)分量,再基于多尺度熵理论计算各IMF分量的多尺度熵值进行特征重构。在鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm, WOA)中引入遗传算法的选择、交叉、变异操作对WOA进行改进。用改进的WOA算法对XGBoost的超参数进行寻优,获得了帮助XGBoost取得最优分类效果的超参数组合,将7种不同故障类型的振动信号进行重构后输入优化的XGBoost模型进行故障诊断。实验结果表明,所提GWOA-XGBoost模型的电机轴承故障诊断精度能够达到97.14%,相较于传统诊断方法,性能提升效果显著。     

超低速重载、旋转不完全轴承故障诊断

分析了超低速重载、旋转不完全轴承的内在结构和运动规律,提出了基于触频特征量的超低速重载、旋转不完全轴承故障诊断新方法,并用此方法对某型轴承进行了故障诊断,实例证明了该方法的可行性和有效性.     

基于在线动平衡的磁轴承参数辨识

针对磁悬浮刚性转子系统,提出了一种基于在线动平衡的磁轴承参数辨识方法。采用已知大小和相位的不平衡质量作为激振源,根据动平衡仪测得的转子不平衡响应,求得磁轴承位移刚度和电流刚度。利用某型磁悬浮控制力矩陀螺对该方法进行了试验验证,得到了一定转速范围内的磁轴承位移刚度和电流刚度,证明了该方法的正确性和实用性。试验结果表明外转子型磁轴承位移刚度和电流刚度随转速的增加而下降明显。     

变工况下轴承健康监测的相关向量机与自适应阈值模型方法

工况在旋转机械运行过程中通常是变化的。变化的工况和故障一样,也会引起机械振动特征发生改变,从而引起诊断误差。为此,提出一种用于变工况下轴承健康监测的新方法。该方法使用相关向量机拟合振动特征的统计量随工况参数的变化,得到特征统计量与工况参数之间的连续函数关系;基于不同工况下的特征统计,构建自适应阈值模型。将该方法用于不同转速下的轴承健康监测,结果表明,当转速超过某一个较小的值时,该方法有效。     

信号稀疏分解理论在轴承故障检测中的应用

将信号稀疏分解理论引入到轴承故障检测问题中,提出新的轴承故障检测方法。通过字典学习的方式可有效实现轴承正常状态振动信号稀疏表示的超完备字典。利用该字典只适用于轴承正常状态信号稀疏分解的特点,将待分析信号在该字典上展开,通过比较信号稀疏表示误差与所设定阈值的关系来判断轴承对应的状态,从而实现轴承的故障检测。实验结果表明:当误差阈值设置合理时,该方法可有效地判断出轴承是否发生故障。     

采用边界元法测试轴承的动态刚度和阻尼

轴承的刚度和阻尼特性为非线性的,采用传统的方法难以准确全面进行测量。为此,分析了转子系统边界积分方程及其特点,并利用边界元法测量轴承的刚度和阻尼。结果表明,边界元法测量轴承的刚度和阻尼非常有效。     

新型洛伦兹惯性稳定平台控制器设计与实现

针对现有惯性稳定平台(Inertially Stabilized Platform,ISP)使用机械轴承干扰量大,使用气/液浮轴承难度高,使用纯电磁磁轴承线性度差的缺点,提出了一种基于混合轴承的混合式稳定平台-洛伦兹稳定平台,介绍了洛伦兹力磁轴承结构和平台工作原理,建立了系统的动力学模型,构建了以偏转角度和线圈电流为状...     

Hilbert-Huang变换能量谱在轴承故障诊断中的应用

H ilbert-Huang变换是先把时间序列信号用经验模态分解方法分解成不同特征时间尺度的固有模态函数,然后经过H ilbert变换获得频谱的信号处理新方法。介绍了该方法的基本原理,并将H ilbert-Huang变换的能量谱应用于轴承故障诊断,轴承故障实验信号的研究结果表明:H ilbert-Huang变换的能量谱分析方法,能有效地诊断轴承的故障。     

动静压轴承油腔压力及其偏导的快速迭代方法

对于毛细管节流的动静压轴承，基于流量平衡方程和偏导形式的流量平衡方程，本文建立了油腔压力和油腔压力偏导的迭代准则和迭代公式。实践证明，该迭代方法具有物理意义明晰、迭代次数少和迭代适应性强的特点，可以显著提高毛细管节流的动静压轴承静动特性分析计算有限元程序的计算速度。     

滚动轴承外圈缺陷非线性动力学分析

为揭示故障轴承系统复杂的非线性动力学特征，建立了基于轴承外圈缺陷、接触非线性和间隙非线性的轴承系统非线性动力学微分方程，并采用数值方法对其求解，得到转子系统在不同转速、不同缺陷程度、不同阻尼下的相图、庞加莱图、分岔图等。研究结果表明，转速和缺陷程度是影响轴承系统非线性动力学特性的重要因素，随着转速和缺陷程度的不同，系统会产生周期、拟周期和混沌等多种非线性行为。